VGF法GaAs单晶生长中热通量对固液界面形状的影响

来源期刊：稀有金属2019年第10期

论文作者：边义午 郑安生 林泉 龙彪 张廷慧

文章页码：1068 - 1074

关键词：垂直梯度凝固法;砷化镓;数值模拟;固液界面;电学均匀性;

摘    要：采用专业的晶体生长模拟软件CGSim模拟了垂直梯度凝固法（VGF）GaAs单晶生长过程中固液界面形状及其变化;分析了生长过程中界面上不同位置的热通量及其变化,并利用能量守恒关系,分析了热通量对固液界面形状的影响,改进了前人在忽略凝固或熔化相变潜热的基础上推导出的固液界面形状和温度梯度之间的数学关系。结果表明:固液界面上各点热通量的不同导致各点生长速度的不同,从而形成偏离程度各异的固液界面形状。采用霍尔效应测量法检测了GaAs单晶中的载流子浓度分布,分析了固液界面形状对晶片电学均匀性的影响。结果表明:对于分凝系数k₀<1的溶质,平坦的固液界面,晶片中载流子浓度分布更为均匀;凸形界面,载流子浓度随晶片径向距离的增加而增加;凹形界面,载流子浓度随晶片径向距离的增加而降低;载流子浓度分布的不均匀性随固液界面非平坦性的增加而增加。